二溴海因消毒母液，及其原料组合物、制备方法和应用与流程

1.本公开属于消毒剂领域，尤其涉及一种二溴海因消毒母液，及其原料组合物、制备方法和应用。


背景技术：

2.二溴海因是一种新型高效消毒剂，具有杀菌范围广、杀菌能力强、作用速度快、稳定性好、毒性低、腐蚀性小、刺激性小、性能温和、对人和动物安全，价廉易得，且对环境污染程度低等特点，而且在使用中不受水质、盐度、ph值、水温、有机物等物质的影响。二溴海因可作为杀菌剂和灭藻剂，有效杀灭各种细菌、真菌、病毒、藻类、肝炎病毒、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、淋病、霍乱、鼠伤寒沙门氏菌等，可被广泛用于公共场所、环境物体表面和卫生洁具的消毒处理，也可用于食物的保鲜，或是水产养殖以及工业和生活用水的消毒杀菌等。
3.由于二溴海因在水中溶解度低，20℃时，在水中溶解度仅为0.2g/100ml，而且溶解速度慢，溶解后稳定性差，一般只能以固体形态存储使用，进而导致其应用受到限制。研究表明二溴海因在含氮和含氧的溶剂中有较好的溶解度，例如，尿素、乙醇、甘油、二氧六环、四氢呋喃、吡啶、二甲基乙酰胺、乙腈等。除乙腈外，二溴海因在其他溶剂中不稳定，24小时内溶液普遍因二溴海因的分解而变红，储存稳定性差；另一方面，乙腈具有较大的毒性，并不适合在消毒液中应用。
4.目前的二溴海因消毒剂产品，基本是粉剂或泡腾片等固体形式，至于二溴海因水性消毒液，现有的技术尚不能同时满足高浓度，存储稳定性佳，又对人体、环境安全等要求。例如，专利cn 105379719 a公开了一种高稳定二溴海因消毒液，引入分散剂、稳定剂和增效剂等，获得一种高稳定性的消毒液。但是其制备过程复杂，需要用到单质溴，并且需要在低温下进行二溴海因的合成；分散剂、稳定剂和增效剂等物质的引入还会影响二溴海因的消毒性能。专利cn 105875592 a公开了一种杀链孢霉复合药剂，采用多种抗菌剂的复合，包括二溴海因、季铵盐、胍盐、异噻唑啉酮等，但是溶剂为乙醇、丙二醇、聚乙二醇等，并不是水溶液。而且，实际上二溴海因在醇类溶剂中并不稳定，所以该技术并没有解决高稳定二溴海因水消毒液的技术难题。
5.因此，本领域亟需研发一种含二溴海因，且二溴海因含量高，稳定性良好，抑菌性能佳，刺激性小的水相消毒液。


技术实现要素：

6.本公开所要解决的技术问题是克服二溴海因水溶性差，稳定性差，为提高其水溶性和稳定性添加的稳定性和助溶剂等助剂对产品抑菌性能又有影响，导致各个性能不能同时兼得等缺陷，而提供一种二溴海因消毒母液，及其原料组合物、制备方法和应用。本公开制备的二溴海因消毒母液中组分均为安全无毒、绿色环保的原料，制备过程简便，产品稳定，对人体安全无刺激，可高效、广谱杀灭有害病菌，且属于水相消毒液，减少有机溶剂的使用，对人体和环境安全。
7.本公开采用以下技术方案解决上述技术问题：
8.本公开提供一种二溴海因消毒母液的原料组合物，包括包覆二溴海因的环糊精；所述包覆二溴海因的环糊精中，二溴海因和环糊精的质量比为1：(0.8～1.6)；
9.以所述二溴海因的重量份数为1份计，所述原料组合物中还包括如下重量份数的各组分：1～20份双胍类化合物、0.1～1份渗透剂和1～10份水溶性聚合物。
10.一些实施例中，所述二溴海因消毒母液的原料组合物中不包括稳定剂和/或助溶剂。
11.其中，所述稳定剂可为本领域常规使用的用于提高体系稳定性的物质，例如，碳酸钠、碳酸氢钠、多聚磷酸钠、磷酸二氢钠、碳酸钾或碳酸氢钾等。
12.其中，所述助溶剂可为本领域常规使用的可用于提高二溴海因溶解度的物质，例如，乙腈、乙醇、甘油、二氧六环、四氢呋喃、吡啶、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或尿素等。
13.一些实施例中，所述二溴海因消毒母液的原料组合物中还可进一步包括水。
14.其中，所述水可为本领域常规使用的去离子水。
15.其中，以所述二溴海因的重量份数为1份计，所述水的重量份数可为5～200份水。
16.一些实施例中，以所述二溴海因的重量份数为1份计，所述环糊精的重量份数较佳地为0.8～1.5份，例如，0.8125份或1.2份。
17.一些实施例中，以所述二溴海因的重量份数为1份计，所述双胍类化合物的重量份数较佳地为1～8份，例如，2份、3.2份、5份或6份。
18.一些实施例中，以所述二溴海因的重量份数为1份计，所述渗透剂的重量份数较佳地为0.1～0.3份，例如，0.125份、0.16份、0.2份或0.24份。
19.一些实施例中，以所述二溴海因的重量份数为1份计，所述水溶性聚合物的重量份数较佳地为1～5份，例如，1.2份、3份或4份。
20.一些实施例中，所述双胍类化合物可包括双胍盐酸盐，较佳地包括聚六亚甲基双胍盐酸盐。
21.一些实施例中，所述渗透剂的种类可包括非离子表面活性剂，较佳地包括含氟的非离子表面活性剂和/或含烷基糖苷的非离子表面活性剂，更佳地包括杜邦
tm
fs-3100和/或巴斯夫公司生产的disponil apg21。研发过程中发现，当渗透剂采用含氟的非离子表面活性剂和/或含烷基糖苷的非离子表面活性剂时，制得的二溴海因消毒母液和二溴海因消毒液的杀菌效果较采用其他类型非离子表面活性剂制得二溴海因消毒母液和二溴海因消毒液的杀菌效果更优异。
22.一些实施例中，所述环糊精可包括α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精中至少一种，较佳地包括β-环糊精。
23.一些实施例中，所述水溶性聚合物可为本领域常规使用的水溶性聚合物，较佳地包括羧甲基纤维素、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚吡咯烷酮、聚丙烯酰胺和水溶性淀粉中至少一种，更佳地包括聚乙二醇、聚乙烯醇和聚吡咯烷酮中至少一种，进一步更佳地为聚乙烯醇或聚吡咯烷酮。
24.其中，所述聚乙烯醇的种类可为本领域常规，较佳地包括聚乙烯醇1788、聚乙烯醇1799、聚乙烯醇2488和聚乙烯醇2499中至少一种，更佳地为聚乙烯醇1788。
25.其中，所述聚乙二醇的数均分子量可为本领域常规，较佳地为400～4000，更佳地
为800～2000。
26.其中，所述聚吡咯烷酮的种类可为本领域常规，较佳地包括k值小于或等于30的聚吡咯烷酮，更佳地包括pvp-k15和/或pvp-k30。
27.本公开还提供一种二溴海因消毒母液的制备方法，其原料包括如上所述的二溴海因消毒母液的原料组合物，所述制备方法包括如下步骤：
28.步骤1：所述双胍类化合物、所述渗透剂、所述水溶性聚合物和水混合，制得物料a；
29.步骤2：将所述物料a和所述包覆二溴海因的环糊精混合，制得所述二溴海因消毒母液；
30.其中，所述包覆二溴海因的环糊精由所述二溴海因和所述环糊精经研磨制得。
31.一些实施例的步骤1中，所述水与所述二溴海因的重量份数比可为(5～200)：1。当所述二溴海因消毒母液的原料组合物中包括水时，步骤1中添加的水可包括所述原料组合物中的水。
32.一较佳实施例的步骤1分步混合，将所述双胍类化合物、所述渗透剂和部分所述水混合，制得物料a1；所述水溶性聚合物和剩余部分所述水混合，制得物料a2；所述物料a1和所述物料a2的制备不分先后顺序。按照本领域常规，采用该优选技术方案时，步骤2中，将步骤1制得的所述物料a1和所述物料a2与所述包覆二溴海因的环糊精同时混合。
33.其中，制备所述物料a1时，所述混合的时间可为0.5～3h，较佳地为1～2h。
34.其中，制备所述物料a1时，所述混合的温度可为70～90℃，较佳地为70～80℃。
35.其中，制备所述物料a1时，所述双胍类化合物与部分所述水的重量份数比可为1：(3～30)，较佳地为1：(3～15)，更佳地为1：(3.75～5)，例如，1：3.8或1：8.84。
36.其中，制备所述物料a2时，所述水溶性聚合物与剩余部分所述水的重量份数比可为1：(3～50)，较佳地为1：(3.5～20)，例如1：4.54、1：7.1、1：15或1：43。
37.其中，制备所述物料a2时，所述混合的时间可为0.5～3h，较佳地为1～2h。
38.其中，制备所述物料a2时，所述混合的温度可为70～90℃，较佳地为70～80℃。
39.一些实施例的步骤2中，所述混合的时间可为0.5～2h，较佳地为1～2h。
40.一些实施例的步骤2中，所述混合的温度可为室温。
41.一些实施例的步骤2中，所述研磨的时间可为0.5～3h，较佳地为2～2.5h，例如1.5h。
42.一些实施例的步骤2中，所述研磨的温度可为室温。
43.本公开还提供一种二溴海因消毒母液，其由如上所述的二溴海因消毒母液的制备方法制得。
44.本公开还提供一种如上所述的二溴海因消毒母液作为原料或直接作为产品在制备灭菌剂中的应用。
45.本公开还提供一种灭菌剂，其包括如上所述的二溴海因消毒母液；所述灭菌剂中所述二溴海因的质量百分比为0.5％以上。
46.一些实施例中，所述灭菌剂中所述二溴海因的质量百分比较佳地为0.5％～20％。
47.按照本领域常规，当所述二溴海因消毒母液中所述二溴海因的浓度高于所述灭菌剂的要求时，可添加水稀释所述二溴海因消毒母液。
48.本公开中，室温一般指15～40℃。
49.在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本公开各较佳实例。
50.本公开所用试剂和原料均市售可得。
51.本公开的积极进步效果在于：
52.1.研发过程中发现，当同时使用双胍类化合物和二溴海因时，可极大地提高二溴海因在水中的溶解度，从0.2g/100ml水，提高到4g/100ml水，而且溶液性质稳定，37℃放置10天，溶液颜色无明显变化，未发红变深；猜测可能是因为双胍类化合物通过氰基和胺基等官能团与二溴海因形成配合物，改变了二溴海因的水溶性和稳定性；
53.2.研发过程中还发现，当采用环糊精包覆二溴海因，再结合双胍类化合物同时使用时，可进一步提高二溴海因的水溶性和稳定性，溶解度可提高到5～10g/100ml水，而且溶液稳定性更佳，在37℃放置两周，溶液颜色无明显变化，未发红变深；
54.3.配方中添加水溶性聚合物后，不仅提高了体系的稳定性，当将本技术产品涂布、喷洒于物体表面后，还可形成极薄的高分子涂层，对二溴海因等有效成分也起到缓释作用，以保证可以长效地防止物体表面滋生各类有害病菌；
55.4.本公开二溴海因消毒母液的原料均为安全无毒、绿色环保的材料，制备过程简便，产品稳定，对人体安全无刺激，可高效、持久、广谱地杀灭有害病菌，为二溴海因在各类抗菌消毒领域的应用提供了可行的解决方案。
具体实施方式
56.下面通过实施例的方式进一步说明本公开，但并不因此将本公开限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
57.下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
58.下述实施例中，peg-800为数均分子量为800的聚乙二醇；
59.下述实施例中，peg-2000为数均分子量为2000的聚乙二醇；
60.下述实施例中，pva 1788是指聚合度为1700，醇解度为88％的聚乙烯醇；
61.下述实施例中，pva 0588是指聚合度为500，醇解度为88％的聚乙烯醇。
62.实施例1
63.二溴海因消毒母液中包括的原料种类和重量份数见表1；
64.表1
[0065][0066]
二溴海因消毒母液的制备方法包括如下步骤：
[0067]
步骤1：将3份聚六亚甲基双胍盐酸盐、0.1份渗透剂和30份水在70℃条件下混合0.5h，制得物料a1；将1.5份水溶性聚合物和64.3份水在70℃条件下混合0.5h，制得物料a2；
[0068]
步骤2：0.5份二溴海因与0.6份环糊精混合，在室温下研磨1.0h，制得包覆二溴海因的环糊精；将制得的包覆二溴海因的环糊精与物料a1和物料a2在室温下混合1h，制得二溴海因消毒母液。
[0069]
实施例2
[0070]
二溴海因消毒母液中包括的原料种类和重量份数见表2；
[0071]
表2
[0072]
物质种类重量份数(份)二溴海因1聚六亚甲基双胍盐酸盐5渗透剂(disponil apg21)0.3环糊精(β-环糊精)1.5水溶性聚合物(peg-2000)3水89.2
[0073]
二溴海因消毒母液的制备方法包括如下步骤：
[0074]
步骤1：将5份聚六亚甲基双胍盐酸盐、0.3份渗透剂和44.2份水在80℃条件下混合1h，制得物料a1；将3份水溶性聚合物和45份水在80℃条件下混合1h，制得物料a2；
[0075]
步骤2：1份二溴海因与1.5份环糊精混合，在室温下研磨1.5h，制得包覆二溴海因的环糊精；将制得的包覆二溴海因的环糊精与物料a1和物料a2在室温下混合1h，制得二溴海因消毒母液。
[0076]
实施例3
[0077]
二溴海因消毒母液中包括的原料种类和重量份数见表3；
[0078]
表3
[0079][0080][0081]
二溴海因消毒母液的制备方法包括如下步骤：
[0082]
步骤1：将8份聚六亚甲基双胍盐酸盐、0.6份渗透剂和30份水在90℃条件下混合2h，制得物料a1；将10份水溶性聚合物和45.4份水在90℃条件下混合2h，制得物料a2；
[0083]
步骤2：2.5份二溴海因与3.5份环糊精混合，在室温下研磨2h，制得包覆二溴海因的环糊精；将制得的包覆二溴海因的环糊精与物料a1和物料a2在室温下混合1h，制得二溴海因消毒母液。
[0084]
实施例4
[0085]
二溴海因消毒母液中包括的原料种类和重量份数见表4；
[0086]
表4
[0087]
物质种类重量份数(份)二溴海因5聚六亚甲基双胍盐酸盐10渗透剂(disponil apg21)0.8环糊精(β-环糊精)8水溶性聚合物(pva-0588)6水70.8
[0088]
二溴海因消毒母液的制备方法包括如下步骤：
[0089]
步骤1：将10份聚六亚甲基双胍盐酸盐、0.8份渗透剂和38份水在80℃条件下混合2h，制得物料a1；将6份水溶性聚合物和42.8份水在80℃条件下混合2h，制得物料a2；
[0090]
步骤2：5份二溴海因与8份环糊精混合，在室温下研磨2.5h，制得包覆二溴海因的环糊精；将制得包覆二溴海因的环糊精与物料a1和物料a2在室温下混合1h，制得二溴海因消毒母液。
[0091]
实施例5
[0092]
二溴海因消毒母液中包括的原料种类和重量份数见表5；
[0093]
表5
[0094][0095]
二溴海因消毒母液的制备方法包括如下步骤：
[0096]
步骤1：将8份聚六亚甲基双胍盐酸盐、1份渗透剂和40份水在90℃条件下混合2h，制得物料a1；将5份水溶性聚合物和28.5份水在90℃条件下混合2h，制得物料a2；
[0097]
步骤2：8份二溴海因与6.5份环糊精混合，在室温下研磨2h，制得包覆二溴海因的环糊精；将制得的包覆二溴海因的环糊精与物料a1和物料a2在室温下混合1h，制得二溴海因消毒母液。
[0098]
对比例1
[0099]
在实施例2的基础上，引入多聚磷酸钠，作为二溴海因的稳定剂，二溴海因消毒母液中包括的原料种类和重量份数见表6；
[0100]
表6
[0101][0102][0103]
二溴海因消毒母液的制备方法包括如下步骤：
[0104]
步骤1：将5份聚六亚甲基双胍盐酸盐、0.3份渗透剂、0.5份多聚磷酸钠和30份水在70℃条件下混合1h，制得物料a1；将3份水溶性聚合物和58.7份水在70℃条件下混合1h，制得物料a2；
[0105]
步骤2：1份二溴海因与1.5份环糊精混合，在室温下研磨1.5h，制得包覆二溴海因的环糊精；将制得的包覆二溴海因的环糊精与物料a1和物料a2在室温下混合1h，制得二溴海因消毒母液。
[0106]
对比例2
[0107]
在实施例2的基础上，引入助溶剂二甲基乙酰胺，二溴海因消毒母液中包括的原料种类和重量份数见表7；
[0108]
表7
[0109]
物质种类重量份数(份)二溴海因1聚六亚甲基双胍盐酸盐5渗透剂(disponil apg21)0.3环糊精(β-环糊精)1.5水溶性聚合物(peg-2000)3二甲基乙酰胺0.5水88.7
[0110]
二溴海因消毒母液的制备方法包括如下步骤：
[0111]
步骤1：将5份聚六亚甲基双胍盐酸盐、0.3份渗透剂、0.5份二甲基乙酰胺和30份水在70℃条件下混合1h，制得物料a1；将3份水溶性聚合物和58.7份水在70℃条件下混合1h，制得物料a2；
[0112]
步骤2：1份二溴海因与1.5份环糊精混合，在室温下研磨1.5h，制得包覆二溴海因的环糊精；将制得的包覆二溴海因的环糊精与物料a1和物料a2在室温下混合1h，制得二溴海因消毒母液。
[0113]
对比例3
[0114]
与实施例2相比，区别仅在于将二溴海因消毒母液原料中的聚六亚甲基双胍盐酸盐替换为等量的聚六亚甲基单胍盐酸盐，其他条件参数同实施例2。
[0115]
研发过程中发现，本对比例制得的二溴海因消毒母液中，二溴海因大部分不能溶于水形成稳定的水溶液，所以该对比例制得的二溴海因消毒母液不成功。
[0116]
对比例4
[0117]
与实施例2相比，区别仅在于制备方法不同，本对比例中将二溴海因、聚六亚甲基双胍盐酸盐、渗透剂、环糊精、水溶性聚合物和水于室温下同时混合1h，其他条件参数同实施例2。
[0118]
研发过程中发现，本对比例方法制备二溴海因消毒母液时，水溶性聚合物大部分没有溶解于水中；同时，二溴海因与环糊精的包合物也难以形成。本对比例制备方法不能制得稳定的二溴海因消毒母液。
[0119]
对比例5
[0120]
在实施例2的基础上，减少环糊精的添加量，环糊精的添加量低于本公开限定范围。二溴海因消毒母液中包括的原料种类和重量份数见表8；
[0121]
表8
[0122]
物质种类重量份数(份)二溴海因1聚六亚甲基双胍盐酸盐5渗透剂(disponil apg21)0.3环糊精(β-环糊精)0.2
水溶性聚合物(peg-2000)3水90.5
[0123]
研发过程中发现，制备时环糊精的用量若少于本技术限定范围(环糊精：二溴海因＝(0.8～1.6):1)，会对二溴海因在水中的溶解性和稳定性产生不利影响。
[0124]
对比例6
[0125]
在实施例2的基础上，减少水溶性聚合物的添加量，使其用量低于本技术限定范围，二溴海因消毒母液中包括的原料种类和重量份数见表9；
[0126]
表9
[0127]
物质种类重量份数(份)二溴海因1聚六亚甲基双胍盐酸盐5渗透剂(disponil apg21)0.3环糊精(β-环糊精)1.5水溶性聚合物(peg-2000)0.2水92
[0128]
效果实施例1
[0129]
对上述实施例和对比例制得二溴海因消毒母液的抑菌消毒效果、皮肤刺激性、储存稳定性和缓释效果进行测定。待测液为实施例1～2、对比例1～2、对比例5～6制得的产品、实施例3制得产品的5倍稀释液、实施例4制得产品的10倍稀释液和实施例5制得产品的10倍和25倍稀释液。
[0130]
抑菌消毒效果：采用《消毒技术规范(2017版)》中2.1.1.7.4和2.1.1.10.7方法，测得上述各待测液灭菌10min后，对细菌的杀灭对数值，结果见表10；
[0131]
皮肤刺激性：采用《消毒技术规范(2017版)》中2.3.3.3.1的方法，测试上述各待测液对皮肤刺激性，结果见表10；
[0132]
储存稳定性：按照gb/t38499-2020《消毒剂稳定性评价方法》，测试上述各待测液在37℃条件下存放3个月后二溴海因损失量，结果见表10。
[0133]
表10
[0134]
[0135][0136]
从表10结果可以看出，本公开实施例制备的二溴海因消毒母液或者其稀释液(灭菌剂)，具有优异的杀灭细菌、病毒性能，而且安全无刺激，37℃条件下存放3个月，二溴海因的损失低于10％，具有良好的储存稳定性。与实施例2相对比，对比例1中引入多聚磷酸钠，虽然二溴海因的稳定性有所提高，但是杀菌效果明显下降；对比例2引入二甲基乙酰胺作为助溶剂，增加二溴海因的水溶性，但是酰胺基团的加入，严重影响了二溴海因消毒母液的稳定性，导致37℃条件下存放3个月，二溴海因的损失高达55.8％。对比例3～6的结果说明，当制备时，环糊精未对二溴海因进行包覆，而是与其他组分直接混合时，或者是各组分使用量
不在本公开限定范围内时，制得的产品在消毒效果、二溴海因的溶解性和稳定性等方面，都难以满足消毒液的相应指标。
[0137]
最后，还需要说明的是，在本公开中术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0138]
尽管上面已经通过本公开的具体实施例的描述对本公开进行了披露，但是，应该理解，本领域技术人员可在所附方案的精神和范围内设计对本公开的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本公开所要求保护的范围内。